JPH03178102A

JPH03178102A - 樹脂ボンド永久磁石の製造方法

Info

Publication number: JPH03178102A
Application number: JP1318451A
Authority: JP
Inventors: Mihiro Sumiyama; 隅山　望洋; Hiroshi Hasegawa; 寛長谷川
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1989-12-06
Filing date: 1989-12-06
Publication date: 1991-08-02
Anticipated expiration: 2013-05-06
Also published as: JP2747066B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、樹脂ボンド永久磁石に係り、特にＲ−Ｆｅ−
Ｂ系、中でもＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の異方性樹脂ボンド永久
磁石とその製造方法に関する。

（従来の技術及び解決しようとする課題）磁性粉末と樹
脂を混合、結合し、押出成形、圧縮成形成いは射出成形
等により、樹脂ボンド磁石（複合磁石）を得ることは周
知のことである。特に最近、希土類合金系の優れた磁気
特性を活かした樹脂と結合した希土類樹脂ボンド永久磁
石が注目されてきている。

希土類樹脂ボンド永久磁石の分野においては、Ｎｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ系の場合、鋳造インゴットを粉砕する方法で得ら
れる粉末は、磁気特性、特に保磁力（ｉＨｃ）が低く、
樹脂ボンド磁石には適しておらず、未だにこの方法によ
る樹脂ボンド磁石は開発されていない。これは、粉砕に
より磁性粉の内部に歪が残留し、かつ、磁性粉表面の組
成が変化するためと考えられている。

一方、超急冷物質の焼鈍により得られた磁性粉末は、鋳
造インゴットの粉砕によるものよりも保磁力が高く、こ
の磁性粉をダイアップセット法により磁気異方性化した
磁性粉による樹脂ボンド磁石が開発されているが、この
方法はダイアプセット法を用いるので製造コストが高く
なり、工業的とは思われない。

本発明は、このような状況のもとでなされたものであっ
て、磁気特性、特に保磁力の低下を防止して、高性能な
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系異方性樹脂ボンド永久磁石を安価に提供
することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）上記問題点に鑑みて、本発明者は、希土類磁性合金の鋳
造インゴットを粉砕して得た粉末が保磁力回復を阻害す
る原因が、粉末のｍ＃ｌｉに際して焼結凝集し、再粉砕
を要することに起因していることに着目し、この解決法
として、焼鈍の際の磁性粉の焼結を防ぐ目的で焼結防止
剤として希土類酸化物を混合して焼鈍する方法を先に提
案した（特願平１−９４３９７号）。

この方法により得られる磁性粉は、非磁性の希土類酸化
物の粉末が凝集混在しているものであり、この磁性粉を
用いて有機バインダーと混練、結合して樹脂ボンド磁石
とする場合、非磁性の希土類酸化物を多く含有するため
、それだけ磁石の特性が低下するだけでなく、コスト的
にも高価になる。

そこで１本発明者は、希土類酸化物の含有量を可及的に
少なくする方策について鋭意研究を重ねた結果、希土類
酸化物は、ボンド磁石にする場合、樹脂との濡れ性が良
いことが判明し、したがって、できるだけ少量の希土類
酸化物を磁性粉表面に均一に存在させる方法について研
究したところ、希土類酸化物が混在した磁性粉から、保
磁力の低下を抑制しながら、付着した希土類酸化物を特
定の手段によって一部除去することにより、磁気特性の
優れた磁性粉が得られ、これを有機バインダーと混合、
結合、成形して希土類異方性樹脂ボンド磁石とする技術
を開発し、ここに本発明をなしたものである。

すなわち、本発明に係るＲ−Ｆｅ−Ｂ系異方性樹脂ボン
ド永久磁石の製造方法は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（Ｒ：　Ｙを含
む希土類元素）からなる磁性粉に適当量の希土類酸化物
を添加して焼鈍した後、超音波による分離と磁力分離と
の一方又は双方の手段により希土類酸化物の含有量を０
．１〜１０ｗｔ％とし、得られた磁性粉を有機バインダ
ーと混練、結合することを特徴とするものである。

また、本発明に係るＲ−Ｆｅ−Ｂ系異方性樹脂ボンド永
久磁石は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（Ｒ：　Ｙを含む希土類元素）
からなる磁性粉が、その表面にＤ　Ｙｚ　Ｏｘ及びＮｄ
２Ｏ３のうちの工種又は２種の希土類酸化物が０．１〜
１０ｗｔ％存在している状態で、有機バインダーと混練
、結合されていることを特徴とするものである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

（作用）前述の如く、先に提案した方法により得られる磁性粉に
は、希土類酸化物が混在、凝集付着し、該酸化物の一部
が磁性粉に融着しており、希土類酸化物の量が多い。

そこで、これらの希土類酸化物を除去する方法について
検討した。

混在した該酸化物の除去、分離の方法としては、比重差
分離、沈降差分能、磁力分離が一般的である。

しかし、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉の比重は約７゜５であ
り、該酸化物のそれは７〜８であり、比重差による分離
は困難である。また、該磁性粉の平均粒径は５〜１０　
μｎ（Ｆ、Ｓ、Ｓ、Ｓ）であり、該酸化物のそれは約１
〜２μ履であるので、沈降差分能に際して沈降液を適当
に選択することにより、分離は可能であるが、細粒部分
の分離は困難である。特に一部融着した部分は除去でき
ない。無理に剥がすと磁石表面の改質層を破壊し、磁石
特性が劣化する。一方、磁力分離は最も一般的に考えら
れる方法であるが、単なる磁力分離では混在した該酸化
物の分離、除去は可能であるものの、該磁性粉に凝集付
着した該酸化物は充分には除去できない。また完全に除
去すると樹脂との濡れ性も悪化する。

本発明者はこれらの方法を種々検討した結果、湿式法に
より、超音波による分離と磁力分離の組み合わせた方法
が最も効果的であることを見い出した。これによれば、
希土類酸化物を少量、例えば０．１〜５％程度残すこと
ができる。しかも、完全に除去することは困難であるが
、むしろ、この微量の希土類酸化物が表面改質に寄与す
ることが判明した。

すなわち、有機溶液中に先の提案による方法で得られた
磁性粉と希土類酸化物の混合粉末を投入し、超音波によ
る分離を５〜６０分実施した後、磁力分離を実施する。

この方法を１〜数回繰り返すことにより、９０ｗｔ％以
上の該酸化物を除去でき、σｓ：：６０ｅｍｕ／ｇ以上
、１ＨｃｌＯＫＯｅ以上の磁性粉が得られるので、これ
を有機バインダーと混練、結合すると、樹脂ボンド磁石
としても充分特性を得ることができる。

この場合、該磁性粉に一部融着した該酸化物を完全に除
去することは上述の方法では困難であるので、希土類酸
化物の微量存在による磁気特性の低下は避けられない。

しかし１本発明者は、微量存在していても、磁気特性を
向上できる方法を検討した。まず、該磁性粉のＳＥＭ像
１１ｍ結果から、該磁性粉の表面は、焼鈍によって薄い
Ｎｄ　ｒｉｃｈ合金層で覆われていることがｗｔ察され
たので、この層があるため該酸化物の細粒が融着されて
いると推定された。そこで、磁性粉の表面改質のために
は該磁性合金中のＮｄ量が影響しているとの知見に基づ
いて検討を行った結果、Ｎｄ量が１３．５〜１５ａｔ％
と、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の標準組成であるＮｄ１
５ａｔ％より低い領域に最適な組成があることを見い出
したものである。Ｎｄ量が１５ａｔ％以上では、上記の
方法で該酸化物を分離除去した後、保磁力（ｉＨｃ）は
１０ＫＯｅ以上が得られるが、σＳは８０ｅｍｕ／ｇ以
下であり、またＮｄ量が１３ａｔ％以下では、（ＦＳは
８０ｅｍｕ／ｇ以上が得られるが、保磁力（ｉＨｃ）は
６ＫＯｅ以下となり、樹脂ボンド磁石特性を得るには十
分ではない、勿論、ＲとしてＮｄ以外の場合もほぼ同様
の効果が得られる。

以上の如く、超音波による該酸化物の分離除去と磁力分
離除去の方法を組み合わせることにより、磁性粉中に混
在している該酸化物を９０ｗｔ％以上除去することが可
能である。なお、該酸化物の量が０．１ωｔ％より少な
いと、樹脂との濡れ性が損なわれるので、０　、１　ｗ
ｔ％以上が必要であるが、１０ｗｔ％以上では該酸化物
が多くなりすぎて、磁気特性の低下を招くので、希土類
酸化物の含有量は０．１〜１０ｗｔ％の範囲が好ましい
。

希土類酸化物としては、ＤＹｚ○３が最良であり、Ｎｙ
２０３も可能である。しかし、Ｓｍ、Ｌａ、Ｙの酸化物
では効果がない。

次に製造法について説明する。

Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁性粉は、インゴット、或いは
超急冷凝固又は急冷凝固で得たリボンを周知の粉砕法に
より粉砕して得る。平均粒径は３〜１００μｍ程度がよ
い。Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系としてはその成分糸及び組成に制
限はなく、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系のみならず、Ｐｒ−Ｆｅ−
Ｂ系やこれらＮｄ、　Ｐｒに代えて他の希土類元素を用
いてもよい。該磁石粉の磁気特性改善の目的で、希土類
元素のほかに、Ｃ０１Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ａ（１、
Ｓｉ、　Ｃｕ、　Ｚｒ等の元素を適量添加しても良い。

この磁性粉に適量の希土類酸化物を添加して混合する。

酸化物の添加量は、磁性粉の完全な焼結を防止し得る量
であればよく、例えば、磁性粉に対し、体積比で１　：
　０．１〜１程度添加する。

次いで、混合粉末を適当な条件で焼鈍する。焼鈍温度は
５００−１２ｏｏ℃でよく、非酸化性雰囲気を用いる。

この焼鈍により、粉砕に伴う磁性粉内部の歪が除去され
、並びに磁性粉表面に生じたＲ　ｐｏｏｒ層にＲが拡散
して表面にＲｒｉｃｈ層が被覆され、改質される。

焼鈍後、前述のように超音波による分離と磁力分離との
組合せによる湿式法により、希土類酸化物が所定量残る
ように大部分を除去する。溶液としては、水でも有機溶
液でもよいが、該磁性粉は易酸化性であるため、これを
防ぐためにも有機溶液の方が望ましい。

このようにして得られたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁性粉
を、有機バインダーと混合、混練し、磁場中で成形する
。そのための条件は特に制限されず、成形法としては押
出成形、圧縮成形、射出成形等の従来の樹脂ボンド磁石
の製法が使用できる。

これらの方法で得られた異方性樹脂ボンド磁石は、保磁
力８ＫＯｅ以上、４７ＣＩ５ＫＧ以上と、フェライト磁
石以上の特性をもつ希土類異方性樹脂ボンド磁石を得る
ことができる。

次に本発明の実施例を示す。

（実施例）Ｎｄ工４Ｆｅ、、Ｂ、なる組成の合金の鋳造インゴット
をＡｒ雰囲気中で粉砕し、粒径が４５μｍ以下の磁性粉
を得た。該磁性粉と焼結防止剤として平均粒径１μ讃の
ＤｙｚＯ３を体積比で１：１となるように混合した。混
合粉末をＡｒ雰囲気中で１時間焼鈍した。

得られた焼鈍粉末をエチルアルコール中に投入し、能力
３００Ｗの超音波洗浄器中で１０分間分離を行い、その
後、磁力分離を行った。この分離方法を６回繰り返し、
混在するＤＶｚＯａ酸化物を十分除去し、測定したとこ
ろ、ＤｙｚＯａの約９５％が除去されていた。

Ｄ　Ｙ２Ｏｓ除去後の磁性粉をＡｒ雰囲気中で乾燥した
後、エポキシ樹脂と混練し、磁場（１５ＫＯｅ）中で約
１ｔｏｎ／ｃｍ”の圧力で成形し、樹脂硬化させた。エ
ポキシ樹脂との混練は短時間で均一に混合でき、気泡の
発生も認められなかった。

得られた樹脂ボンド磁石は、保磁力（ｉＩＩｃ）　８　
ＫＯｅ、（Ｂ　Ｈ）ｗａｘ：５　Ｍ　Ｇ　Ｏｅ、配向率
８０％の特性が得られた。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、従来、Ｎｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ系合金の鋳造インゴットを粉砕した磁性粉では得
ることができなかった高保磁力の希土類異方性樹脂ボン
ド永久磁石が得られる。

またこの方法は、超急冷合金により得られる粉末を高価
で生産性の悪いダイアプセット法を用いることなく、従
来の粉末冶金法で製造できると共に、先の提案による方
法よりも実質的な希土類酸化物使用量が少なく済むので
、より安価な希土類異方性樹脂ボンド永久磁石を提供で
きる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（Ｒ：Ｙを含む希土類元素）からな
る磁性粉に適当量の希土類酸化物を添加して焼鈍した後
、超音波による分離と磁力分離との一方又は双方の手段
により希土類酸化物の含有量を０．１〜１０ｗｔ％とし
、得られた磁性粉を有機バインダーと混練、結合するこ
とを特徴とするＲ−Ｆｅ−Ｂ系異方性樹脂ボンド永久磁
石の製造方法。
（２）Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（Ｒ：Ｙを含む希土類元素）からな
る磁性粉が、その表面にＤｙ＿２Ｏ＿３及びＮｄ＿２Ｏ
＿３のうちの１種又は２種の希土類酸化物が０．１〜１
０ｗｔ％存在している状態で、有機バインダーと混練、
結合されていることを特徴とするＲ−Ｆｅ−Ｂ系異方性
樹脂ボンド永久磁石。
（３）前記希土類酸化物が磁性粉と一部融着した部分を
有する請求項２に記載のＲ−Ｆｅ−Ｂ系異方性樹脂ボン
ド磁石。
（４）Ｒの含有量が１３．５〜１５ａｔ％である請求項
２に記載のＲ−Ｆｅ−Ｂ系異方性樹脂ボンド磁石。
（５）Ｒが主としてＮｄである請求項２、３又は４に記
載のＲ−Ｆｅ−Ｂ系異方性樹脂ボンド磁石。